改進耐磨堆焊技術 提高粉磨系統(tǒng)效率

一、輥面磨損分析

　　1、磨損產生原因

　　為改進耐磨堆焊技術、提高粉磨系統(tǒng)效率，鄭州機械研究所率先對輥面磨損進行分析。從輥壓機的工作原理可以看出，物料在兩只輥子之間擠壓，輥面產生磨損屬于正常現(xiàn)象，從磨損產生的原因，主要有3個方面：

　　（1）耐磨堆焊材料選擇不當，輥面耐磨性差；

　　（2）堆焊工藝不合理，導致輥面堆焊質量低，輥面造成剝落；

　　（3）物料硬度太高，易磨性差。

　　2、不同物料對磨損的影響

　　由于輥壓機物料不同，磨損情況差別也很大，一般來說，生料輥壓機比水泥輥壓機磨損較快。同樣的生料輥壓機，不同地區(qū)，由于生料不同，輥面磨損也有差距。水泥輥壓機由于混合材不同，磨損情況也不一樣。

　3、物料的不同相應堆焊材料的選擇

　　由于物料的不同，在輥面堆焊中選擇的焊絲也不同，因為目前還沒有一種焊絲可以解決所有問題。因此，基于以上原因，鄭州機械研究所研發(fā)出不同焊絲應對不同物料，主要有兩種：

　　（1）ZD1、 ZD2、 ZD3、 ZD310適用于一般水泥磨輥壓機輥面堆焊；

　　（2）ZD330適用于生料輥壓機輥面堆焊。

　1、水泥輥壓機輥面堆焊材料

　　ZD1堆焊層、ZD2堆焊層、ZD3堆焊層以及ZD310堆焊層。ZD1堆焊層具有非常優(yōu)良的韌性和抗裂性，在輥體運行過程中，如耐磨堆焊層表面出現(xiàn)較大裂紋，ZD1可以起到很好的保護作用，使裂紋擴展止于ZD1堆焊層，不會繼續(xù)向輥體擴展，對輥體起到了保護作用；

　　ZD2堆焊層具有較高的抗壓強度，對耐磨層起到了很好的支撐作用，ZD2堆焊層相當于輥體與耐磨層之間的一座橋梁，使耐磨層與輥體牢牢的結合在一起，ZD2堆焊層的良好性能，使輥壓機擠壓輥在使用過程中不會出現(xiàn)掉塊和剝落現(xiàn)象；

　　ZD3堆焊層具有高韌性與良好耐磨性的綜合性能，其堆焊層硬度在HRC55左右，耐磨性較好；在連續(xù)堆焊過程中ZD3堆焊層無裂紋，具有較好的抗裂性。ZD3耐磨層的存在，使輥壓機耐磨結構更加合理和有效；

ZD310耐磨花紋層是直接與物料接觸的部分，其耐磨性的優(yōu)劣直接影響輥體的使用壽命。ZD310耐磨焊絲屬多元合金強化，其堆焊層硬度在HRC60左右，其耐磨性比高鉻鑄鐵堆焊層好，且比高鉻鑄鐵堆焊層的結合性好，非常適于輥壓機耐磨花紋層。

　　2、生料磨輥壓機堆焊材料

　　生料輥壓機堆焊材料比較單一，主要涉及ZD330，但生料輥壓機堆焊材料需要先用ZD1焊絲打底焊一層，然后用ZD330焊絲堆焊耐磨層。ZD330焊絲為多元合金強化型堆焊材料。堆焊層金屬具有大量的合金碳化物，保證了堆焊金屬具有優(yōu)異的抗磨粒磨損性能和一定的抗沖擊性能及抗剝落性能。ZD330焊絲必須冷焊，即先用ZD1焊絲打底焊一層，焊后保溫、緩冷到室溫后才能堆焊ZD330焊絲。

　二、輥面磨損形式

　　1、輥面磨損形式介紹

　　輥面磨損形勢分為：

　　正常磨損：輥面運行初期、物料中沒有鐵塊進入的磨損，輥面耐磨層基本磨損完。

　　輥面局部剝落破壞：物料中混入鐵塊或者輥面反復在線修復2～3次以后，隨著焊接次數的增加，輥面疲勞裂紋就會產生，輥面磨損會進入該階段。

　　輥面疲勞破壞：輥面再經過局部凹坑補焊1～2次以后，造成輥面局部焊接應力越來越大，整個輥面隨著焊接次數的增加，輥面疲勞裂紋會越來越多，輥面磨損會進入該階段。

　　輥面嚴重破：隨著輥壓機運行時間的延長，輥面磨損越來越嚴重。對于輥面磨損嚴重的輥面，強烈建議進行離線修復。

2、不同磨損形式產生的原因

　　正常磨損產生的原因是輥壓機運行初期，物料中沒有進入鐵塊，日常管理比較好，隨著運行時間的增加，輥面發(fā)生的自然磨損。正常磨損比較均勻，輥面沒有局部凹坑、裂紋等缺陷，是輥壓機使用的最好結果。

　　輥面局部剝落破壞產生的原因是物料中進入鐵塊，日常管理中沒有使用除鐵器。

　　輥面疲勞破壞產生的原因主要是在線修復次數較多，輥子運行時間較長，輥子母材產生疲勞破壞。避免疲勞破壞的方法，建議輥子使用3年~4年要進行離線修復。離線修復除了把輥面徹底修復好，順便把油封更換，檢測軸承是否需要更換。

　　輥面嚴重破壞發(fā)生的原因之一是輥面沒有及時進行離線修復；其次是輥面堆焊沒有采用優(yōu)質焊絲，或者堆焊工藝不當，輥面堆焊質量差；再次輥子母材選擇不當，輥子母材一般選用優(yōu)質鍛鋼，而有的公司輥套采用鑄造。

　3、復合輥套的特點及使用效果

　　復合輥輥套采用離心鑄造，輥面采用進口焊絲堆焊一層耐磨橫條。由于復合輥輥子母材原因，焊接性能極差，磨損后不能堆焊修復，且由于輥子母材原因，輥子經車加工后，裂紋很深，而且是貫穿性裂紋。對于這種輥子母材原因造成的疲勞裂紋，最好的修復方法就是更換輥套，把舊輥套清理掉，并把舊輥軸精加工后使用，根據舊輥軸外徑加工新輥套內孔，然后把新輥套舊輥軸采用過盈配合熱裝在一起，并堆焊輥面耐磨層。這為水泥生產帶來極大不便。較之復合輥的修復方式，其上的四種情況相應簡單。

三、輥面修復方法

　　1、輥面不同磨損情況及相應修復方法

　　對于正常磨損的輥面可以采用下面的修復工藝：

　　（1）用電動鋼絲刷清理輥子最上面的一段輥面，最好用乙炔焰烘烤輥面，通過烘烤，既可以把輥面微裂紋里的粉塵吹出來，也可以起到預熱輥面的作用。

　　（2）用ZD310焊條堆焊輥面耐磨橫條，堆焊高度5mm。

　　（3）焊完一段后，轉動輥子，把待焊的另一段輥面轉到上面來，按上述方法繼續(xù)堆焊，直至把整個輥面焊完。

　　（4）堆焊時注意測量堆焊的高度，要保證輥子的圓度，以免輥面不圓而導致輥壓機的震動。

　對于局部剝落的輥面可以采用的修復工藝：

　　（1）用電動鋼絲刷把輥面凹坑中粉塵清理干凈。

　　（2）用ZD1焊絲補焊凹坑，留5mm左右的余量堆焊ZD3耐磨層，其余全部用ZD1焊絲補焊。

　　（3）然后用ZD3焊絲堆焊一層耐磨層5mm。

　　（4）耐磨層焊完后，再用ZD310焊絲堆焊耐磨層，耐磨條紋寬度為15∽20mm，高度為5mm左右，間隔為5~10mm；

　對于疲勞破壞的輥面可以采用的修復工藝：

　　（1）用碳弧氣刨對輥面進行徹底清理，輥面待焊部位的殘留硬層、裂紋、粉塵、鐵銹等都要清理干凈，使之露出金屬光澤。

　　（2）用ZD1焊絲焊接過渡層，通過過渡層的焊接，使高低不平的輥面形成較平緩的外圓面，以便于緩沖層及耐磨層的焊接。

　　（3）用ZD3焊絲焊輥面耐磨層，焊時注意測量輥體尺寸及圓度，焊到輥體要求尺寸為止。

　　（4）耐磨層焊完后，然后用ZD310 焊絲連續(xù)堆焊耐磨橫條。

對于嚴重破壞的輥面，在線堆焊無法保證修復質量，強烈建議進行離線修復，可以采用的修復工藝：

　　（1）首先用短電弧切削專用機床（電熔刨）對輥面進行徹底清理，把輥面殘留硬層、裂紋、粉塵、鐵銹等都要清理干凈，然后進行車加工。

　　（2）用超聲波探傷儀對車加工過的輥子進行超聲波探傷，檢查輥體內部是否存在疲勞裂紋、疏松組織。特別是對運行多年的輥子，對輥體進行超聲波探傷非常有必要。把探傷后輥子支撐在自動堆焊變位機上，輥子整體預熱到300度左右，待焊。

　　（3）首先采用ZD1埋弧藥芯焊絲（￠4.0）焊高韌性止裂層；ZD1堆焊層具有非常優(yōu)良的韌性和抗裂性，在輥體運行過程中，如耐磨堆焊層表面出現(xiàn)較大裂紋，ZD1可以起到很好的保護作用，使裂紋擴展止于ZD1堆焊層，不會繼續(xù)向輥體擴展，對輥體起到了保護作用；

　　（4）然后采用ZD2埋弧藥芯焊絲（￠4.0）焊高強度過渡層；ZD2堆焊層具有較高的抗壓強度，對耐磨層起到了很好的支撐作用，ZD2堆焊層相當于輥體與耐磨層之間的一座橋梁，使耐磨層與輥體牢牢的結合在一起，ZD2堆焊層的良好性能，使輥壓機擠壓輥在使用過程中不會出現(xiàn)掉塊和剝落現(xiàn)象；

　　（5）采用ZD3埋弧藥芯焊絲（￠4.0）堆焊表面耐磨堆焊層；ZD3堆焊層具有高韌性與良好耐磨性的綜合性能，其堆焊層硬度在HRC55以上，耐磨性較好；在連續(xù)堆焊過程中ZD3堆焊層無裂紋，具有較好的抗裂性。ZD3耐磨層的存在，使輥壓機耐磨結構更加合理和有效；

　　（6）最后采用ZD310焊絲（￠1.6 ） 堆焊耐磨花紋層；ZD310耐磨花紋層是直接與物料接觸的部分，其耐磨性的優(yōu)劣直接影響輥體的使用壽命。ZD310耐磨焊絲屬多元合金強化，其堆焊層硬度在HRC55-62之間，其耐磨性比高鉻鑄鐵堆焊層好，且比高鉻鑄鐵堆焊層的結合性好，非常適于輥壓機耐磨花紋層。